一种具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料及其制备方法和用途转让专利
申请号 : CN202010711199.4
文献号 : CN111840252B
文献日 : 2021-05-25
发明人 : 邱逦 , 杨晔 , 程冲 , 赵长生 , 马朗 , 李爽 , 何超 , 曹素娇
申请人 : 四川大学华西医院
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:它是由如下配比的原料制备而成:POD‑M 1~10重量份,十六烷基三甲基溴化铵1~10重量份,碱0.001~0.1重量份,原硅酸四乙酯10~100体积份,环己烷100~1000体积份;
所述POD‑M由如下重量配比的原料制备而成:一水合乙酸铜1~10份,磷钼酸1~10份,谷氨酸1~10份,均苯三甲酸1~10份。
2.根据权利要求1所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:它是由如下配比的原料制备而成:POD‑M 4重量份,十六烷基三甲基溴化铵10重量份,碱0.02~0.03重量份,原硅酸四乙酯80~100体积份,环己烷300~400体积份。
3.根据权利要求2所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:它是由如下配比的原料制备而成:POD‑M 4重量份,十六烷基三甲基溴化铵10重量份,碱0.0276重量份,原硅酸四乙酯80体积份,环己烷320体积份。
4.根据权利要求1所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:所述POD‑M由如下重量配比的原料制备而成:一水合乙酸铜5~6份,磷钼酸8~10份,谷氨酸2~3份,均苯三甲酸4~5份。
5.根据权利要求4所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:所述POD‑M由如下重量配比的原料制备而成:一水合乙酸铜5.59份,磷钼酸9份,谷氨酸2.81份,均苯三甲酸4.22份。
6.根据权利要求1~5任一项所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:所述碱为氢氧化钠;
和/或,所述谷氨酸为L‑谷氨酸。
7.根据权利要求1~5任一项所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:所述POD‑M的制备方法包括如下步骤:(1)将一水合乙酸铜、磷钼酸和谷氨酸溶解于去离子水中,得金属溶液;
(2)将均苯三甲酸溶于去离子水中得均苯三甲酸溶液,将均苯三甲酸溶液加入金属溶液中,反应,得POD‑M。
8.根据权利要求7所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:步骤(1)中,所述一水合乙酸铜和去离子水的的质量体积比为(0.1~1)g:(100~150)mL;
和/或,步骤(2)中,所述均苯三甲酸和去离子水的质量体积比为(0.1~1)g:(100~
150)mL。
9.根据权利要求8所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:步骤(1)中,所述一水合乙酸铜和去离子水的的质量体积比为0.559g:120mL;
和/或,步骤(2)中,所述均苯三甲酸和去离子水的质量体积比为0.422g:120mL。
10.根据权利要求7所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:步骤(1)中,所述溶解为室温下搅拌溶解;
和/或,步骤(2)中,所述反应为室温下搅拌10~15小时;
和/或,步骤(2)中,所述将均苯三甲酸溶液加入金属溶液时连续搅拌。
11.根据权利要求10所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:步骤(2)中,所述反应为室温下搅拌14小时。
12.根据权利要求11所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料,其特征在于:步骤(2)中,所述反应后还包括如下步骤:将反应液离心、洗涤。
13.一种权利要求1~12任一项所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料的制备方法,其特征在于:它包括如下步骤:A.将POD‑M、十六烷基三甲基溴化铵和碱加入去离子水中,得POD‑M溶液;
B.将原硅酸四乙酯溶解在环己烷,加入到POD‑M溶液中,反应,即得。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于:步骤A中,所述POD‑M和去离子水的质量体积比为(0.1~1)g:(10~100)mL。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于:步骤A中,所述POD‑M和去离子水的质量体积比为0.4g:81.2mL。
16.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于:步骤A中,所述将POD‑M、十六烷基三甲基溴化铵和碱加入去离子水后在50~100℃下搅拌1~5h;
和/或,步骤B中,所述反应为50~100℃下搅拌24~48h。
17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于:步骤A中,所述将POD‑M、十六烷基三甲基溴化铵和碱加入去离子水后在60℃下搅拌2h;
和/或,步骤B中,所述反应为60℃下搅拌48h。
18.根据权利要求17所述的制备方法,其特征在于:步骤B中,所述反应后还包括如下步骤:将反应液离心,洗涤,干燥。
19.权利要求1~12任一项所述的具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料在制备抗菌和/或抗炎的材料和/或药物中的用途。
说明书 :
一种具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料及其制备方法和
用途
技术领域
背景技术
细菌和病原微生物引起的感染的新治疗策略具有重要意义。大自然创造了一种有效的杀菌
模型,即噬菌体的抗菌过程。噬菌体是一种具有独特刺尾脚的病毒,它可以实现靶向的细菌
捕获。随后,噬菌体的核酸,作为一种杀菌物质,可以被释放并进入细菌以诱导其消融。研究
者将这种分布过程定义为原位“捕获‑杀灭”(LCK)灭菌LCK模型。基于噬菌体LCK模型的模拟
可以为开发临床抗感染领域的有效治疗策略提供巨大潜力。
可以负载大量的杀菌物质并确保其有效释放。其次,需要开发一种有效的抗菌途径作为纳
米系统的核心。迄今为止,已经广泛报道了几种基于抗生素,金属离子,肽链和活性氧(ROS)
的可行策略。由于ROS的生命周期短,它只能对周围的物质造成不可逆转的损害,而不会损
伤其他部位的物质,表现出良好的生物相容性。而且,ROS的分子量非常小,这有助于其在介
孔中的扩散。使ROS可以迅速传播到病原体的表面。因此,基于ROS的纳米系统更适合于构建
LCK模型以实现有效的抗感染治疗。
催化中心和多孔结构,可促进POD底物的运输和催化;因此,它们已经成为最有前途的POD模
拟催化纳米平台之一。此外,高孔隙率还赋予了MOF负载其他活性助催化剂的能力,从而降
低了生成ROS所需的能垒,并实现了级联的POD模拟催化过程。然而,该过程很少报道,找到
具有级联催化性能的最佳MOF仍然是一个很大的挑战。
发明内容
份,原硅酸四乙酯10~100体积份,环己烷100~1000体积份;
酯80~100体积份,环己烷300~400体积份;
叫纳米系统,V‑POD‑M),该V‑POD‑M具有类病毒的粗糙外壳,可在体内模拟LCK模型,实现高
效的细菌捕获和消融。该基于MOF的纳米体系以[Cu2(BTC)4/3(H2O)2]6[H3PMo12O40]为前体,由
一水合乙酸铜(CAM)和磷钼酸(PAH)构成。随后,为了提高细菌捕获能力,通过一种新的单通
道定向组装方法在POD‑M表面合成了具有许多外延纳米管的类病毒二氧化硅壳(称为V‑
POD‑M)。理论和实验结果的综合分析表明,PAH可以快速与过氧化物结合,并降低CAM催化所
需的能垒,从而加快ROS的生成速率。同时,粗糙的类病毒外壳使催化体系具有增强的细胞
膜粘附能力,即催化体系具有独特的细菌捕获能力,导致生成的ROS可直接作用于细菌表
面,过氧化物酶模拟催化体系可直接在细菌膜上形成高毒性的ROS,随后对其造成不可逆的
破坏。
美,为广谱病原体灭活和非抗生素治疗的开发提供了新策略。同时,本发明纳米材料对细胞
具有良好的安全性,使用时对人体安全。
在快速的抗病原体感染,植入物灭菌和其他生物医学领域的应用中显示出替代抗生素巨大
的可能性。
所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
SEM和TEM图像;e为POD‑M的HAADF‑STEM图像和EDX元素映射图像;f为V‑POD‑M的HAADF‑STEM
图像和EDX元素映射图像。
+POD‑M和H2O2+V‑POD‑M的浓度分别为0.1mM,16μg·mL 和16μg·mL 。
菌经H2O2,POD‑M+H2O2和V‑POD‑M+H2O2处理后细菌的活/死荧光图像;e和f为POD‑M,V‑POD‑M,
POD‑M+H2O2和V‑POD‑M+H2O2的MIC值。
消毒和愈合的数码照片;d为治疗后15天,不同组的表皮组织学切片的H&E染色图像。
照组。
具体实施方式
98%),原硅酸四乙酯(TEOS,金属含量为99.999%),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,99%),
3,3',5,5'‑四甲基联苯胺(TMB,≥99.0%),对苯二甲酸(TA,99%),5,5‑二甲基‑1‑吡咯啉
N‑氧化物(DMPO,97%),谷胱甘肽(GSH,98%)和5,5'‑二硫代双(2‑硝基苯甲酸)(DTNB,
98%)均购自阿拉丁。如果没有特别提及,其余的实验试剂均由中国的阿拉丁提供。
苯三甲酸)溶解在另外的120mL去离子水中,并且在连续搅拌下,将获得的BTC溶液倒入至金
属溶液中。在室温下搅拌14小时后,通过离心和洗涤,获得过氧化物酶模拟物(POD‑M)。
乙酯(TEOS)溶解在32mL的环己烷中,并将获得的溶液加入到POD‑M溶液中,在60℃下搅拌48
小时。离心收集产物,并用水、乙醇和丙酮分别洗涤三遍,以除去未反应的单体。最后,在60
℃干燥过夜后,获得具有刺状结构产活性氧仿酶纳米材料(V‑POD‑M)。
尼科尔)在500‑4000cm 范围内对POD‑M和V‑POD‑M进行傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析,分
‑1
辨率为2cm 。通过使用X射线光电子能谱仪(XPS,XSAM800,Kratos Analytical,UK)获得XPS
光谱,以检测POD‑M和V‑POD‑M的组成并确认类病毒状二氧化硅壳是否成功合成。通过使用
JSM‑7500F SEM显微镜(日本JEOL)获得扫描电子显微镜(SEM)图像。透射电子显微镜(TEM)
图像和EDS通过Tecnai G2 F20S‑TWIN TEM显微镜(FEI Ltd.,美国)在200kV下操作获得。使
‑1
用Perkin‑Elmer TGA‑7系统在N2流中以10℃min 至800℃的扫描速率进行热重分析(TGA)。
XRD图通过Bruker D8 Focus X射线衍射仪呈现晶体相态。通过电感耦合等离子体发射光谱
仪(ICP‑OES,OPTIMA 2X00/5000,PerkinElmer Inc.,美国)监测释放的CAM(一水合乙酸铜)
和PAH(磷钼酸)浓度。
步骤:首先,形成平坦的二氧化硅薄层以覆盖POD‑M八面体(通过CTAB在POD‑M表面组装,再
通过TEOS的水解反应而得);其次,由于低浓度表面活性剂(CTAB)的诱导,在平坦层上可形
成部分纳米孔;最后,与SiO2低聚物(TOES水解反应而得,TEOS分子可与表面活性剂CTAB通
过疏水作用结合)结合的表面活性剂在纳米孔上连续组装,形成外延的针状纳米管(图1b)。
制备的POD‑M和V‑POD‑M良好单分散性的尺寸,平均粒径分别约为2.6和2.9μm(图2)。
是,在V‑POD‑M的病毒样外壳上仅检测到Si和O元素的信号(图1e和f)。
了C1s,O 1s,Cu 2p和Mo 3d信号,并且在高分辨率XPS C 1s图谱中,在285.8eV处有清晰的
曲线拟合峰,对应BTC中的‑COOH基团,证明了POD‑M的形成;与POD‑M相比,V‑POD‑M的XPS光
谱中Cu,Mo和‑COOH信号的消失以及Si 2s和Si 2p峰的出现表明了外壳的形成(图3和图4)。
V‑POD‑M具有与POD‑M相似的XRD图谱,表明在类病毒状二氧化硅壳的合成过程中,MOF的原
‑1
始晶形得以保持(图5)。在1103cm 处的特征FTIR峰对应于Si‑O‑Si键的拉伸振动,这也证实
了二氧化硅壳的存在(图6)。此外,根据TGA曲线估算这种壳的重量比约为7.71wt.%(图7)。
以上形态学和化学结构的结果均验证了POD‑M和V‑POD‑M的成功合成。
‑1
得到催化体系溶液(32μg·mL )。
瓶中并培养20分钟。通过拍摄数码照片并测试不同时间在652nm处的吸光度(UV‑Vis光谱,
UV‑3600,Shimadzu)以完成整个显色过程。整个过程中催化体系的浓度为0.016μg/mL。
TA溶液(溶剂为pH=10的碱液,NaOH、KOH碱性溶液任意一种都行),34μL 0.03%H2O2和
1.436mL碱液(pH=10)混合均匀添加到比色皿中,通过荧光光谱法(F98,上海)检测435nm
(激发波长:315nm)的荧光强度。
μL PBS(或DMSO)中,然后通过Bruker EPR EMX Plus(Bruker Beijing Science and
Technology Ltd.)进行检测。
60分钟后,使用5,5′‑二硫代双(2‑硝基苯甲酸)(DTNB,100mM)使混合物显色。通过UV‑Vis光
谱法记录在410nm处的吸光度并拍摄数字照片记录颜色变化。
的催化性能;因此,首先研究了该材料的组分(CAM和PAH)在16μg·mL 的浓度下的催化能
力。利用无色的3,3,5,5‑四甲基联苯胺(TMB)作为分子探针,可在H2O2存在的情况下将其转
化为蓝色的氧化TMB(oxTMB)(图8a)。
催化活性,但催化活性较低。相比之下,将TMB添加到H2O2+CAM+PAH混合物(CAM+PAM组)中时,
可以清楚地看到,透明溶液在2分钟内迅速变为蓝色溶液(图8b);20分钟后,只有TMB+H2O2+
CAM+PAH混合物在652nm处具有强吸收峰,这归因于oxTMB的生成(图8c),证明了CAM‑PAH系
统具有超高的过氧化物催化活性。
催化体系在435nm处的光致发光(PL)强度都很弱,而只有CAM+PAH催化体系显示出很强的PL
信号,证实了PAH本身不能催化H2O2产生·OH,但可以增强CAM的催化活性并加速·OH的生
成。
别为0.1mM,16μg·mL 和16μg·mL 。图10直接说明了PAH可以加速CAM的催化,加速羟基自
由基(活性氧)的形成。
V‑POD‑M在非常低的浓度下(16μg·mL )也展现出较高的催化活性(图11~17)。图11和图12
说明了POD‑M会爆释CAM和PAH组分,而V‑POD‑M则具有缓释CAM和PAH组分的能力。图13为TMB
测试中的照片实物图,通过观察颜色的变化可以发现,POD‑M和V‑POD‑M溶液在过氧化氢存
在的情况下可迅速由无色变成蓝色说明TMB已经被氧化,证明了活性氧的生成。图14为V‑
POD‑M+H2O2组溶液不同时间的紫外全谱图,反应了溶液颜色变化的过程。图15为20min后不
同组TMB溶液在特征峰处的吸光度,反应了氧化TMB的形成,也说明了活性氧自由基的产生。
图16为TA测试的荧光全谱,在435nm处可以检测到POD‑M+H2O2和V‑POD‑M+H2O2组有明显的出
峰,说明了这两个组中有羟基自由基(活性氧)的产生。图17中可以发现明显的用黑色圆圈
标注的四个峰,进一步证明了羟基自由基的生成。
5'‑二硫代双(2‑硝基苯甲酸)(DNTB)指示剂的显色效果,GSH溶液的颜色可以从无色变为黄
色,而氧化的GSH溶液的颜色则保持不变。根据结果,POD‑M和V‑POD‑M产生的高毒性ROS可以
在几秒钟内迅速氧化GSH并破坏微生物抗氧化剂系统,为有效灭菌奠定了基础(图18和19)。
OD600,琼脂平板计数和最小抑菌浓度值(MIC)研究材料的抑菌性能。分别将1mL含有H2O2
‑1
(0.2mM)的POD‑M和V‑POD‑M体系(32μg·mL ),或者分别将1mL不含H2O2的POD‑M或V‑POD‑M
‑1 6 ‑1
体系(32μg·mL )与1mL细菌悬浮液(10CFU·mL )在37℃下培养12h。每3小时通过UV‑可见
光谱仪(UV‑3600,Shimadzu)监测处理过的悬浮液的OD600值,以研究细菌的生长。同时,将培
5
养的悬浮液稀释10倍并用于琼脂平板计数。通过比较不同体系的CFU与对照的CFU来评估
‑1
其抗菌性能。然后,记录经体系处理后的不同浓度(4、8、16、32、64、128、256和512μg·mL )
的细菌悬浮液的OD600值,以计算MIC值。
为32μg·mL ,H2O2浓度为0.2mM;与细菌悬浮液混合后POD‑M浓度为16μg·mL ,H2O2浓度为
0.1mM。
;与细菌悬浮液混合后POD‑M浓度为16μg·mL 。
POD‑M浓度为32μg·mL ,H2O2浓度为0.2mM;与细菌悬浮液混合后V‑POD‑M浓度为16μg·mL
‑1
,H2O2浓度为0.1mM。
g·mL ;与细菌悬浮液混合后V‑POD‑M浓度为16μg·mL 。
水溶液梯度脱水。然后,通过SEM和TEM图像以观察细菌的捕获能力及形态。此外,还通过
LIVE/DEAD BacLight Viability试剂盒(用于活细胞的SYTO‑9和用于死细胞的碘化丙啶)
对细菌进行了染色,以便通过荧光显微镜观察。
后,表面平坦的POD‑M的结构稳定性差,材料形态会崩溃。同时,未观察到细菌捕获现象。相
反,V‑POD‑M则可以保持其独特的形貌,其粗糙的表面可以捕获大量细菌(图20)。这些结果
证明,类病毒状表面不仅可以赋予V‑POD‑M稳定的尺寸和结构,还可以提供强大的广谱细菌
捕获能力。
毒性的ROS。ROS可以直接破坏细菌膜并影响其渗透性,从而促进ROS的入侵并造成DNA损伤。
为了更直观地验证此LCK模型造成的不可逆损害,采用细菌切片和高分辨率TEM进行了表
征。在图像中(图21),细菌本身显示出饱满的形态和未损坏的细胞膜结构(用绿色箭头标
记);但是,它们的细胞膜在与V‑POD‑M+H2O2孵育后变成碎片(红色箭头标记),表明V‑POD‑M+
H2O2具有强大的细菌捕获和消融能力。SEM图像(图22)显示,与H2O2(0.1mM)一起孵育的细菌
保持了完整的结构,这说明在如此低的浓度下H2O2不会产生细菌毒性。而与V‑POD‑M+H2O2一
起孵育后,细菌的形态具有明显的变形和塌陷,表明这些破坏都归因于V‑POD‑M的协同催化
作用;此外,对于POD‑M+H2O2组,大多数细菌没有被破坏,这表明细菌细胞膜与生成的ROS有
一定距离,ROS无法直接作用于细菌,所以会极大地限制其抗菌性能。因此,形态学结果表
明,即使在非常低的浓度下,有效的细菌捕获和过氧化物酶催化能力也可以赋予V‑POD‑M令
人满意的杀菌性能。
组,没有加任何材料,孵育后金黄色葡萄球菌为819个菌落形成单位,CFU,大肠杆菌为
971CFU)相比,H2O2组孵育后观察到相似的细菌菌落数(金黄色葡萄球菌为795CFU,大肠杆菌
为893CFU)。通过H2O2(0.1mM)组证明了H2O2本身几乎没有抑菌活性。而细菌+V‑POD‑M混合物
的菌落数(金黄色葡萄球菌为496CFU,大肠杆菌为602CFU)的下降速度比细菌+POD‑M(金黄
色葡萄球菌为673CFU,大肠杆菌为757CFU)更快,证明了类病毒状壳可以将POD‑M对金黄色
葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能从16%和23%分别提高到39%和40%。更重要的是,V‑
POD‑M在少量H2O2(0.1mM)的存在下显示出近100%的细菌杀灭率,证实了这种具有细菌捕获
‑1
能力的过氧化物酶模拟的协同催化系统可以在超低浓度下(16μg·mL )实现对细菌的彻底
消融(图23a,图24)。OD600值显示了用不同体系处理过的细菌的繁殖过程,其结果与琼脂平
板计数实验的结果一致(图23b和c)。
再生提供了一定的可能性。相反,由于ROS在细菌表面的直接作用,在V‑POD‑M+H2O2组中未观
察到活细菌(图23d,图25~27)。此外,最小抑菌浓度(MIC)方法也被用来评估POD‑M和V‑
POD‑M体系在不同浓度下的抑菌效率。对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,V‑POD‑M+H2O2的MIC
‑1
(约16μg·mL )远低于其他组(图23e和f),即使在如此低的浓度下,在存在少量H2O2的情况
下,V‑POD‑M催化体系仍具有强大的细菌消融能力,这为体内临床治疗中的非抗生素提供了
巨大的可能。
将培养物保持在5%CO2的湿润气氛中培养,温度为37℃(Queue Incubator,巴黎,法国)。用
无菌PBS和0.05%胰蛋白酶/EDTA溶液从培养瓶中分离融合细胞。每天更换培养基。分别在
‑1
含有和不含H2O2(0.1mM)的情况下,将浓度为16μg·mL 的加速过氧化物酶模拟催化体系分
散在培养基中。
PBS洗涤。然后立即通过荧光显微镜(DMIRE2,Leica)观察细胞。通过用氩激光激发(激发波
长492nm,发射波长520nm)来监测FDA荧光。PI染色的样品用氦氖激光激发(激发波长537nm,
发射波长566nm)。从至少6幅荧光图像上估计粘附在孔板底部的HUVEC的平均数目。
用Microplate读数器(550型,Bio‑Rad)在450nm下对混合物进行测量。
养,该体系对正常组织细胞几乎是安全的。
8 ‑1
10CFU·mL )并孵育1天,1天后可观察到伤口感染严重。
口。同时,通过加入生理盐水,过氧化氢(0.1mM)和万古霉素(0.16μg·mL )用作对比。消毒
处理后,分别从不同的伤口处收集5μL液体,用于琼脂平板计数。16天后,将治疗过后的伤口
用10%甲醛溶液固定以进行组织学H&E染色分析。
同时万古霉素(16μg·mL )也被用于与该LCK治疗过程进行对比。通过数码照片记录了不同
时期伤口的愈合情况,可以清楚地观察到,感染的伤口都充满脓液,并被发炎的表皮所包
围,这表明金黄色葡萄球菌的成功感染;治疗后7天,生理盐水和H2O2处理的伤口感染恶化,
相反,用V‑POD‑M+H2O2和万古霉素治疗的伤口则会迅速结痂并消肿;治疗后15天后,对照组
和H2O2组的伤口仍有脓液流出,而V‑POD‑M+H2O2和万古霉素组的伤口几乎完全愈合(图
30c)。之后,还计算出了不同天数伤口的尺寸以监测其愈合状态。经过生理盐水和H2O2处理
后,受感染的伤口逐渐扩大到初始大小的两倍以上,随后恢复缓慢。在V‑POD‑M+H2O2和万古
霉素组中,伤口没有扩张趋势,可以在15天内完全修复(图30b),表明,在少量H2O2(0.1mM)存
‑1
在的情况下,V‑POD‑M催化体系即使在非常低的浓度(16μg·mL )下也具有出色的伤口消毒
性能,其治疗效果几乎与万古霉素相同。
彻底杀死伤口上的活细菌,体现出与万古霉素相当的消毒能力(图31)。为了研究伤口的感
染状况,还通过苏木精和曙红(H&E)染色对组织切片进行了病理分析(图30d):与健康表皮
(黑色箭头和矩形标记)相比,对照组和H2O2组中的组织出现了大面积坏死的多形核白细胞
(红色矩形标记)和碎片细胞(红色箭头标记)。同时,细胞间质中的胶原原纤维也显示出异
常的质地,代表了严重伤口感染的特征。但是,在用V‑POD‑M+H2O2治疗后15天,典型的炎症区
域消失了,并且大量的真皮成纤维细胞(以绿色箭头标记)和新血管(以绿色矩形标记)的形
成与再生,表明V‑POD‑M+H2O2具有快速高效的伤口消毒能力。此外,在新的表皮组织中未观
察到明显的异物反应或V‑POD‑M的积累。更重要的是,万古霉素治疗的伤口表现出与V‑POD‑
M+H2O2治疗后相似的病理特征,从而保证了V‑POD‑M+H2O2体系在非抗生素治疗中的应用前
景。为了研究该体系对主要内脏组织的累积毒性,在治疗2个月后,将兔子的心脏,肝脏,脾
脏,肺和肾脏与正常组织进行了比较,并且在它们的组织中未发现明显的损伤和异常。切片
结果也证明了V‑POD‑M+H2O2治疗措施的安全性(图32)。
低CAM催化所需的能垒,从而加快ROS的生成速率。此外,结合粗糙的类病毒表面独特的细菌
捕获能力,过氧化物酶模拟催化体系可直接在细菌膜上形成高毒性的ROS,随后对其造成不
‑1
可逆的破坏。系统的抗菌实验表明,在少量H2O2(0.1mM)的存在下,极低浓度(16μg·mL )的
V‑POD‑M在体外和体外均具有高效的细菌消毒性能(接近100%)。体内的抗感染治疗效果可
与传统抗生素媲美。
物灭菌和其他生物医学领域的应用中显示出替代抗生素巨大的可能性。